提要:电线积冰对人们的日常生活!电力系统!通信系统等造成了巨大的影响,人们越来越关注电线积冰的形成条件及物理过程,包括气象条件!气流动力学!液滴运动轨迹以及热力学过程"通过外场观测!室内实验和数值模拟研究的不断开展,揭示出电线积冰质量增长过程决定于云降水粒子谱分布!碰撞效率!勃性率!冻结率!碰撞速度和角度等微物理参数,这些参数又受控于降水率!云雾含水量!温度!湿度!风向!风速等宏观气象条件"通过数值模式已可进行电线积冰量和积冰持续时间的定量研究和预测,进而在开发垂冰模式和形态模式等方面也取得了新的进展"在总结过去60多年来电线积冰物理机制和数值模拟研究主要成果的基础上,对开展进一步的深人研究进行了展望"
关键词:电线积冰,碰撞效率,勃性率,冻结率,飞鹤线缆电线积冰是一种气象灾害,严重影响了电力系统的正常运行"积冰可导致电线的舞动!杆塔倾斜!倒塌!断线!绝缘子闪络!通讯不畅!停电断水,给人民的生产生活带来了巨大不便〔.8,并给社会经济造成严重损失1961年4月挪威测得至今为止记录到的最大积冰量,每米电线上的冰重达305kg,最大等效直径达1.4m"1998年加拿大魁北克的冰灾,使900km的输电线路遭到破坏,1000多基线塔倒塌,这次冰灾无论持续时间还是危害程度上都是史无前例的川"2""8年1一2月中国也出现了历史罕见的冰冻天气,13个省电力系统运行受到影响,最严重地区电网近乎瘫痪〔肠:"除此之外旧本!美国!英国!冰岛!瑞士等地都曾发生过严重冰雪灾害"为了能准确地对积冰事件进行理论分析和业务预报,近60多年来世界各国在广泛开展观测和实验研究的基础上,致力于电线积冰基础理论!数值模式和业务应用研究,特别是在积冰形成气象条件!气流的动力学!液滴运动轨迹以及热力学过程等方面取得了大量研究成果,并通过数值模式进行了积冰量和积冰持续时间的定量研究和预测"我国从20世纪50年代开始介绍国外有关电线积冰的研究成果,并开展了一些研究和服务工作,水电部西南电力设计院于1964年底在四川省会东县白龙山建立了第一个专门的电线积冰观测站,积累了我国最早的电线积冰观测资料困,随后对气象条件与积冰过程的关系进行了大量统计分析,同时也开展了一些物理过程和数值模拟研究工作.
本文主要回顾电线积冰物理过程及数值模式的发展状况,并对可能的发展方向进行讨论.
根据积冰形成的微物理机制,电线积冰增长过程可分为干增长和湿增长"这种分类有助于分析电线积冰的形成机理及形成过程中的热平衡及热传递"雾淞和干雪积冰是干增长过程的产物,雨淞和湿雪积冰是湿增长过程的产物,而混合淞则是雨淞!雾淞交替增长的结果匕88"总的来说,积冰类型主要由空气温度!风速!水成物粒子的大小!液水含量和降雨强度等因素决定"